Za kilka dni miało przypaść święto Wniebowzięcia Matki Bożej. Stanisław z zapałem opowiadał swoim kolegom, jak pięknie muszą ten dzień obchodzić aniołowie i święci w niebie. Potem dodał: Jestem pewien, że będę mógł w najbliższych dniach osobiście przypatrzeć się tym uroczystościom i w nich uczestniczyć. W prostocie serca 10. sierpnia napisał list do Matki Bożej i ukrył go na swojej piersi. Przyjmując Komunię świętą, prosił patrona dnia, św. Wawrzyńca, o orędownictwo, by mógł odejść z tego świata w uroczystość Wniebowzięcia Maryi. Prośba została wysłuchana. Wieczorem tegoż dnia Stanisław poczuł się źle. Dnia 13. sierpnia gorączka znacznie wzrosła. Przeniesiono go do infirmerii.
W wigilię Wniebowzięcia Stanisław dostał silnych mdłości i zemdlał. Wystąpił na nim zimny pot, poczuł silne dreszcze, z ust zaczęła sączyć się krew. Była północ, kiedy zaopatrzono go na drogę do wieczności. Prosił, by go położono na ziemi. Prośbę jego spełniono. Przepraszał wszystkich. Kiedy mu podano do ręki różaniec, ucałował go i wyszeptał: To jest własność Najświętszej Matki. Zapytany, czy nie ma jakiego niepokoju, odparł, że nie, bo ma ufność w miłosierdziu Bożym i zgadza się najzupełniej z wolą Bożą. Nagle, jak zeznał naoczny świadek, o. Warszewicki, kiedy Stanisław zatopił się w modlitwie, twarz jego zajaśniała tajemniczym blaskiem, oczami przeszedł po otoczeniu. Kiedy go ktoś zapytał: czego sobie życzy, odparł, że widzi Matkę Bożą z orszakiem świętych dziewic, które po niego przychodzą.
Tuż po północy 15. sierpnia 1568 roku przeszedł do wieczności. Kiedy podano mu obrazek Matki Bożej, nie zareagował już uśmiechem. Wieść o tak pięknej śmierci polskiego Młodzieniaszka lotem błyskawicy rozeszła się po Rzymie. Wbrew zwyczajowi zakonu zwłoki młodzieńca przystrojono kwiatami. Z polecenia generała zakonu ciało włożono do drewnianej trumny, co również w owych czasach w zakonie było rzadkim wyjątkiem. Z polecenia św. Franciszka Borgiasza, o. Juliusz Fazzio, mistrz nowicjatu, napisał żywot Stanisława, który rozesłano po wszystkich domach Towarzystwa. W czasie obrzędów pogrzebowych przybył do Rzymu brat Stanisława, Paweł, z poleceniem ojca, by zmusił świętego do powrotu do domu. Kiedy Paweł ujrzał, jak wielką czcią otoczony jest Stanisław, wzruszył się, co było początkiem jego nawrócenia. W dwa lata potem, gdy otwarto grób Młodzieniaszka, znaleziono jego ciało nietknięte rozkładem.